[发明专利]一种村镇供水管网的可视化设计系统和方法

说明书

技术领域

本发明涉及供水管网优化设计技术领域，特别涉及一种村镇供水管网的可视化设计系统和方法。

背景技术

近年来随着乡镇经济的发展、农村生活条件的改善以及乡镇企业规模扩大，生产用水及生活用水需求量不断增加，并且用户对水量水质的要求都有了一定的提高，饮水安全这项民生工程也越来越受到社会各界的广泛关注。同时，随着水资源日益紧缺和水资源开发利用率的提高，老旧供水系统的修复、改建和扩建等所需的投入也逐渐增大。利用科学的方法有效建设供水管网工程，在保障人民生活和农村发展中有着举足轻重的作用。

传统的供水管网设计完全依靠人工计算和手动绘图，成果以纸质资料保存。随着CAD即计算机辅助设计技术的发展，设计人员开始利用AutoCAD等辅助设计软件进行管网绘制，并借助于Excel的计算功能进行水力计算，基本实现管网设计的半自动化。近年来，市场上也出现了一些管网设计的软件，但是这些软件在管网建模和出图方面存在不同程度的缺陷，诸如计算过程无法可视化表达、管网查询不够灵活，成果格式的不可变性、无法导入AutoCAD中，并且在与相关设计图的匹配上存在很大问题。

现有的供水管网设计软件存在如下缺点：

（1）图形和属性的松散耦合导致关联关系的维护比较复杂。计算结果与设计图纸分离管理，资料分散在计算机技术高度发达的今天显得十分低效；

（2）设计修改工作量大。无论是设计图纸的修改还是水力计算参数的改变，都会引起另一方面的修改，工作量大、效率低；

（3）计算结果不够直观。管网水力计算的结果不能直观的反映在图纸上，根据计算结果才能为设计图纸添加标注信息；

（4）管网成果图绘制工作量大。管网设计的最终结果需要输出多种设计图纸，每种图纸都需要添加不同的标注信息，手工添加这些标注信息需要耗费很大的工作量。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于，提供一种村镇供水管网的可视化系统和设计方法，可以快速地构建水力模型，将水力计算过程可视化，实现了设计流程的统一化与规范化，提高了设计效率，保证了供水工程管网设计的准确性、可靠性和科学性。

本发明的目的是以下述方式实现的：

一种村镇供水管网的可视化设计系统，包括数据交互模块、管网模型构建模块、可视化水力计算模块、方案检测模块、自动化成果输出模块、工程预算模块和图文一体化管理模块；

所述数据交互模块提供通用CAD、GIS数据访问接口，与AutoCAD、ArcGIS、Surfer、CASS或EPANET等软件实现数据交换；

所述管网模型构建模块提供管道、节点、阀门等专业模型的快速构建与编辑；所述管网模型构建模块使用箭头对于管段的水流方向进行可视化；

所述可视化水力计算模块通过图、表、动画、UI互动方式对构建的管网模型进行可视化水力计算；

所述方案检测模块根据可视化水力计算模块的计算结果，通过生成最不利管道检验方案是否满足实际设计需要；用户在管网上选择一个控制点，系统自动的由该控制点到水源生成一条主管道，然后判断主管道上的节点处的水压是否满足与该节点相连的支管道所需的水压，如果全部满足说明该方案设计合理，如果未满足需要自行调整管道的管径，进行水力计算后再次检测；

所述自动化成果输出模块基于ActiveX技术实现与AutoCAD、Word或Excel软件的无缝集成，提供图纸、文档、水力计算表格的自动化输出；

所述工程预算模块通过集成的工程预算子系统，计算工程项目中人工、材料、机械各项费用，并输出预算报表；

所述图文一体化管理模块实现空间数据与属性数据的一体化管理，采用图层管理对象，每个图层都有自己的属性表，图层中的每个对象都有自己的属性信息。

所述可视化管网水力计算包括沿线流量、节点流量、设计管径、水头损失等的计算。

所述管网模型构建模块在管段的连接处用节点进行表示，在插入节点的时候自动显示节点处管段的水流方向，并用不同的颜色表示节点处的流入与流出。

所述自动化成果输出模块在图纸输出过程中，系统根据水利计算结果及图纸类型，自动添加标注信息。

一种村镇供水管网的可视化设计方法，所述方法包括如下步骤：

（1）管网模型构建

步骤101：外部数据导入；

步骤102：管线绘制：根据导入的基础数据，利用捕捉功能及图形编辑功能绘制管段；

步骤103：节点绘制：在管段衔接处绘制节点，自动的对每个节点进行编码，以不同的颜色显示节点连接的每根管段的流入流出属性；